JP5742788B2 - Hybrid car - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンと走行用の動力を入出力可能なモータとモータと電力をやりとり可能なバッテリとを備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle including an engine capable of outputting power for traveling, a motor capable of inputting / outputting power for traveling, and a battery capable of exchanging electric power with the motor.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第1モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第1モータの回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に回転軸が接続された第2モータと、第1モータや第2モータと電力をやりとりするバッテリとを備え、エンジンの運転停止中に駆動軸の要求トルクに基づく車両の要求パワーが第1閾値以上に至ったときには要求パワーが第1閾値より小さな第2閾値以下に至るまでエンジンから要求パワーが出力されながら要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御し、エンジンの運転中に要求パワーが第2閾値以下に至ったときには要求パワーが第1閾値以上に至るまでエンジンが運転停止された状態で要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、エンジンを比較的効率よく運転することができる下限のパワー近傍の値を第1閾値に設定することにより、車両全体の効率が良好となるようにエンジンの間欠運転を実行している。 Conventionally, in this type of hybrid vehicle, an engine, a first motor, a drive shaft coupled to an axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the first motor are connected to a ring gear, a carrier, and a sun gear. A vehicle that includes a distribution integration mechanism, a second motor having a rotation shaft connected to a drive shaft, and a battery that exchanges electric power with the first motor and the second motor, and that is based on a required torque of the drive shaft while the engine is stopped. The engine and the first motor so that the required torque is output to the drive shaft while the required power is output from the engine until the required power reaches the second threshold value that is smaller than the first threshold value. And the second motor are controlled, and when the required power reaches the second threshold value or less during operation of the engine, the engine is stopped until the required power reaches the first threshold value or more. Is is the requested torque state has been proposed for controlling the engine and the first motor and the second motor so as to be output to the drive shaft (e.g., see Patent Document 1). In this hybrid vehicle, intermittent engine operation is performed so that the efficiency of the entire vehicle is improved by setting a value near the lower limit power at which the engine can be operated relatively efficiently as the first threshold value. Yes.
こうしたハイブリッド自動車では、エンジンから要求パワーが出力されながら要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御するときと、エンジンが運転停止された状態で要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御するときとを比較すると、後者の方がバッテリの充放電電力の大きさが大きくなりやすい。バッテリが劣化していないときには、特に問題とはならないが、バッテリの劣化が進行しているときに、バッテリが大きな電力で充放電されると、その劣化がより進行してしまうおそれがある。 In such a hybrid vehicle, when the engine, the first motor, and the second motor are controlled so that the required torque is output to the drive shaft while the required power is output from the engine, the required torque is reduced with the engine stopped. When the engine, the first motor, and the second motor are controlled so as to be output to the drive shaft, the latter tends to increase the charge / discharge power of the battery. When the battery is not deteriorated, there is no particular problem. However, when the battery is being deteriorated, if the battery is charged and discharged with a large amount of power, the deterioration may be further advanced.
本発明のハイブリッド自動車は、バッテリの劣化の進行を抑制することを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to suppress the progress of battery deterioration.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力をやりとり可能なバッテリと、前記エンジンの運転停止中に走行に要求される要求トルクに基づく車両に要求される要求パワーが始動用閾値以上に至ったときには該要求パワーが該始動用閾値より小さな停止用閾値以下に至るまで前記エンジンから前記要求パワーが出力されながら前記要求トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御し、前記エンジンの運転中に前記要求パワーが前記停止用閾値以下に至ったときには該要求パワーが前記始動用閾値以上に至るまで前記エンジンが運転停止された状態で前記要求トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
Based on an engine capable of outputting power for traveling, a motor capable of inputting / outputting power for traveling, a battery capable of exchanging electric power with the motor, and a required torque required for traveling while the engine is stopped When the required power required for the vehicle reaches or exceeds the starting threshold value, the engine is driven with the required torque while the required power is output from the engine until the required power reaches a stop threshold value that is smaller than the starting threshold value. The engine and the motor are controlled, and when the required power reaches the stop threshold or less during operation of the engine, the engine is stopped until the required power reaches the start threshold or more. A hybrid vehicle comprising control means for controlling the engine and the motor so as to travel with the required torque Oite,
The threshold for stopping is set to be smaller when the degree of deterioration of the battery exceeds the threshold than when the degree of deterioration of the battery is equal to or less than the threshold.
This is the gist.
この本発明のハイブリッド自動車では、バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、バッテリの劣化程度が閾値以下のときに比して小さくなるよう停止用閾値を設定する。これにより、バッテリの劣化程度が閾値を超えているときには、バッテリの劣化程度が閾値以下のときに比してエンジンの運転中にエンジンが運転停止されにくくなるから、バッテリが大きな電力で充放電されるのを抑制することができる。この結果、バッテリの劣化の進行を抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the battery degradation level exceeds the threshold value, the stop threshold value is set to be smaller than when the battery degradation level is less than or equal to the threshold value. As a result, when the battery degradation level exceeds the threshold value, the engine is less likely to be shut down during engine operation than when the battery degradation level is less than or equal to the threshold value. Can be suppressed. As a result, the progress of battery deterioration can be suppressed.
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリの劣化の進行をより適正に抑制することができる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the stop threshold value may be set so as to decrease as the degree of deterioration of the battery exceeds the threshold value. In this way, the progress of battery deterioration can be more appropriately suppressed.
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記始動用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。この場合、前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリの劣化の進行をより適正に抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the starting threshold value is set to be smaller when the degree of deterioration of the battery exceeds the threshold value than when the degree of deterioration of the battery is equal to or less than the threshold value. It can also be. In this case, the stop threshold value may be set so as to decrease as the degree of deterioration of the battery increases beyond the threshold value. In this way, the progress of battery deterioration can be more appropriately suppressed.
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記要求トルクと前記バッテリの充放電要求パワーとに基づいて前記要求パワーを設定する手段であり、前記充放電要求パワーは、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して絶対値として小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリの劣化の進行をより適正に抑制することができる。 Furthermore, in the hybrid vehicle of the present invention, the control means is a means for setting the required power based on the required torque and the charge / discharge required power of the battery, and the charge / discharge required power is a deterioration of the battery. When the degree exceeds the threshold value, the battery may be set to be smaller as an absolute value than when the battery deterioration degree is equal to or less than the threshold value. In this way, the progress of battery deterioration can be more appropriately suppressed.
あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記バッテリの劣化程度は、前記バッテリの蓄電割合の所定時間の変化量を該バッテリの充放電電力の所定時間の積算値で除して演算される程度である、ものとすることもできる。 Alternatively, in the hybrid vehicle of the present invention, the degree of deterioration of the battery is such that it is calculated by dividing the amount of change in the storage rate of the battery for a predetermined time by the integrated value of the charge / discharge power of the battery for a predetermined time. Can also be.
加えて、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記エンジンの運転停止中に、前記要求パワーが前記始動用閾値以上に至ったとき又は前記バッテリの蓄電割合が始動用蓄電割合閾値以下に至ったとき、前記エンジンが始動されるよう制御し、前記エンジンの運転中に、前記バッテリの蓄電割合が前記始動用蓄電割合閾値より大きな停止用蓄電割合閾値以上で且つ前記要求パワーが前記停止用閾値以下に至ったとき、前記エンジンが運転停止されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。 In addition, in the hybrid vehicle of the present invention, the control means may be configured such that when the required power reaches or exceeds the start threshold value or the battery charge ratio is equal to or less than the start charge ratio threshold value while the engine is stopped. The engine is controlled so that the engine is started, and during operation of the engine, the storage ratio of the battery is equal to or greater than the stop storage ratio threshold greater than the start storage ratio threshold, and the required power is the stop power. It may be a means for controlling the engine to be shut down when it reaches a threshold value or less.
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記バッテリと電力のやりとりが可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に回転軸が接続されてなる、ものとすることもできる。 In the hybrid vehicle of the present invention, three rotating elements are connected to a generator capable of exchanging electric power with the battery, a drive shaft connected to an axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the generator. And the planetary gear. The motor may be configured such that a rotary shaft is connected to the drive shaft.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸36に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりするバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθcrやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Tw,燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθca,スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションTP,吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ta,排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比AF,同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号O2などが入力ポートを介して入力されており、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号,吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンECU24は、HVECU70と通信しており、HVECU70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
Although not shown, the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータECU40は、HVECU70と通信しており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転角速度ωm1,ωm2や回転数Nm1,Nm2も演算している。
Although not shown, the
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vbやバッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりHVECU70に送信する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいてそのときのバッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
Although not shown, the
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号やシフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。HVECU70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード,エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸36に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
In the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、実施例のHVECU70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the thus configured
駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の蓄電割合SOCや入出力制限Win,Woutや充放電要求パワーPb*,エンジン22の運転停止中においてエンジン22を始動するか否かの判定に用いる始動用閾値Pstart,エンジン22の運転中においてエンジン22の運転を停止するか否かの判定に用いる停止用閾値Pstopなど制御に必要なデータを入力する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の蓄電割合SOCは、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51cにより検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の蓄電割合SOCとに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。バッテリ50の充放電要求パワーPb*や始動用閾値Pstart,停止用閾値Pstopは、後述の制御用値設定ルーチンにより設定されて図示しないRAMに書き込まれたものを読み込んで入力するものとした。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutや充放電要求パワーPb*などは、バッテリ50から放電する側を正の値とするものとした。
When the drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数など)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算し(ステップS110)、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて車両に要求される(エンジン22から出力すべき)要求パワーPe*を計算する(ステップS120)。ここで、要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図3に示す。
When the data is input in this way, the required torque Tr * required for traveling (to be output to the drive shaft 36) is set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the drive shaft is set to the set required torque Tr *. A traveling power Pdrv * required for traveling is calculated by multiplying the rotational speed Nr of 36 (for example, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 or the rotational speed obtained by multiplying the vehicle speed V by a conversion factor) (step S110). The required power Pe * required for the vehicle (to be output from the engine 22) is calculated by subtracting the charge / discharge required power Pb * of the
続いて、エンジン22が運転中であるか運転停止中であるかを判定し(ステップS130)、エンジン22が運転停止中であると判定されたときには、要求パワーPe*を始動用閾値Pstartと比較すると共に(ステップS140)、バッテリ50の蓄電割合SOCを始動用閾値Sstartと比較する(ステップS150)。ここで、始動用閾値Sstartは、バッテリ50の過放電を抑制するためにエンジン運転モードでの走行に移行すべき蓄電割合SOCの範囲の上限として定められ、例えば、35%や37%,40%などを用いることができる。このステップS140,S150の処理は、エンジン22の始動条件が成立しているか否かを判定する処理である。
Subsequently, it is determined whether the
要求パワーPe*が始動用閾値Pstart未満で且つバッテリ50の蓄電割合SOCが始動用閾値Sstartより大きいときには、エンジン22の始動条件は成立していないと判断し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS160)、要求トルクTr*をモータMG2から出力すべきトルクの仮の値としての仮トルクTm2tmpに設定し(ステップS170)、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算し(ステップS180)、次式(1)に示すように、仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm2*を設定する(ステップS190)。
When the required power Pe * is less than the start threshold value Pstart and the storage ratio SOC of the
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (1) Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (1)
こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42の図示しないスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、モータ運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*(走行用パワーPdrv*)を駆動軸36に出力して走行することができる。
When the torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are thus set, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S200), and this routine is terminated. Receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2, the
ステップS140で要求パワーPe*が始動用閾値Pstart以上のときや、ステップS150でバッテリ50の蓄電割合SOCが始動用閾値Sstart以下のときには、エンジン22の始動条件が成立していると判断し、エンジン22を始動する(ステップS210)。図4は、エンジン22を始動するときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2であるリングギヤ32の回転数Nrを示す。また、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されて駆動軸36に作用するトルクと、モータMG2から出力されて駆動軸36に作用するトルクとを示す。エンジン22の始動は、エンジン22をクランキングするためのトルクをモータMG1から出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸36に作用するトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクをモータMG2から出力することによってエンジン22をクランキングし、エンジン22の回転数Neが所定回転数(例えば1000rpm)に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始する、ことによって行なわれる。なお、このエンジン22の始動の最中もバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG2の駆動制御が行なわれる。即ち、モータMG2から出力すべきトルク(仮トルクTm2tmp)は、要求トルクTr*とキャンセルトルクとの和のトルクとなる。
When the required power Pe * is greater than or equal to the start threshold value Pstart in step S140, or when the storage ratio SOC of the
エンジン22を始動すると、要求パワーPe*とエンジン22を効率よく動作させる動作ライン(例えば燃費動作ライン)とに基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS240)。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子とを図5に示す。目標回転数Ne*および目標トルクTe*は、図示するように、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点として求めることができる。
When the
続いて、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて次式(2)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算したモータMG1の目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS250)。式(2)は、プラネタリギヤ30の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン22からパワーを出力しながら走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図6に示す。式(2)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(3)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(3)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Subsequently, using the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (2)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ρ (2)
Tm1 * =-ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (3)
次に、次式(4)に示すように、モータMG1のトルク指令Tm1*をプラネタリギヤ30のギヤ比ρ(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)で除したものを要求トルクTr*に加えてモータMG2の仮トルクTm2tmpに設定し(ステップS260)、式(5),(6)に示すように、バッテリ50の入出力制限Win,WoutからモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)を減じた値をモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2のトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算し(ステップS270)、上述の式(1)に示すように、仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS280)。ここで、式(4)は、図6の共線図から容易に導くことができる。
Next, as shown in the following equation (4), the torque command Tm1 * of the motor MG1 divided by the gear ratio ρ (number of teeth of the sun gear / number of teeth of the ring gear) of the
Tm2tmp=Tr*+Tm1*/ρ (4)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2tmp = Tr * + Tm1 * / ρ (4)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (6)
そして、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信して(ステップS290)、本ルーチンを終了する。エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42の図示しないスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*(走行用パワーPdrv*)を駆動軸36に出力して走行することができる。
Then, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
こうしてエンジン運転モードでの走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときにはステップS130でエンジン22は運転中であると判定されるから、要求パワーPe*を始動用閾値Pstartより小さな停止用閾値Pstopと比較すると共に(ステップS220)、バッテリ50の蓄電割合SOCを始動用閾値Startより大きな停止用閾値Sstopと比較する(ステップS230)。ここで、停止用閾値Sstopは、例えば、45%や47%,50%などを用いることができる。このステップS220,S230の処理は、エンジン22の停止条件が成立しているか否かを判定する処理である。
When running in the engine operation mode is started in this way, the next time this routine is executed, it is determined in step S130 that the
要求パワーPe*が停止用閾値Pstopより大きいときや、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Sstop未満のときには、エンジン22の停止条件は成立していないと判断し、エンジン運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信して(ステップS240〜S290)、本ルーチンを終了する。
When the required power Pe * is greater than the stop threshold value Pstop or when the storage ratio SOC of the
一方、要求パワーPe*が停止用閾値Pstop以下で且つバッテリ50の蓄電割合SOCが停止用閾値Sstop以上のときには、エンジン22の停止条件が成立していると判断し、エンジン22の運転を停止し(ステップS300)、モータ運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してモータECU40に送信して(ステップS160〜S200)、本ルーチンを終了する。
On the other hand, when the required power Pe * is equal to or lower than the stop threshold value Pstop and the storage ratio SOC of the
以上、図2の駆動制御ルーチンについて説明した。次に、図7に例示する制御用値設定ルーチンによりバッテリ50の充放電要求パワーPb*や始動用閾値Pstart,停止用閾値Pstopを設定する処理について説明する。このルーチンは、HVECU70により所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
The drive control routine of FIG. 2 has been described above. Next, processing for setting the charge / discharge required power Pb *, the start threshold Pstart, and the stop threshold Pstop of the
制御用値設定ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、車速Vやバッテリ50の蓄電割合SOC,所定時間(例えば0.5秒や1秒,1.5秒など)のバッテリ50の蓄電割合SOCの変化量である所定時間蓄電割合変化量ΔSOC,所定時間のバッテリ50の仕事量である所定時間電池仕事量Wbなどのデータを入力する処理を実行する(ステップS400)。ここで、車速Vや蓄電割合SOCの入力方法については上述した。所定時間蓄電割合変化量ΔSOCは、最後に(最新に)演算された蓄電割合SOCから所定時間前に演算された蓄電割合SOCを減じて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。所定時間電池仕事量Wbは、電圧センサ51aからのバッテリ50の端子間電圧Vbと電流センサ51bからのバッテリ50の充放電電流Ibとの積としてのバッテリ50の充放電電力(Vb×Ib)の所定時間前から現在(最新)までの積算値として演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the control value setting routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力した所定時間蓄電割合変化量ΔSOCを所定時間電池仕事量Wbで除して、バッテリ50の劣化程度を示す値としての劣化程度値Dを計算する(ステップS410)。バッテリ50は、一般的に、劣化が進行すると、同一の仕事量に対する蓄電割合SOCの変化が大きくなる傾向がある。したがって、劣化程度値Dは、バッテリ50の劣化の進行に従って大きくなる。
When the data is input in this way, the deterioration degree value D as a value indicating the degree of deterioration of the
こうして劣化程度値Dを計算すると、計算した劣化程度値Dに基づいて、バッテリ50の充放電要求パワーPb*の設定処理や始動用閾値Pstart,停止用閾値Pstopの設定処理に用いる補正係数Kpを設定する(ステップS420)。ここで、補正係数Kpは、実施例では、劣化程度値Dと補正係数Kpとの関係を予め定めて補正係数設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、劣化程度値Dが与えられると記憶したマップから対応する補正係数Kpを導出して設定するものとした。補正係数設定用マップの一例を図8に示す。図中、「Dref」は、劣化程度値D(バッテリ50の劣化程度)の許容上限値(バッテリ50が劣化していないと見なすことができる劣化程度値Dの範囲の上限値)であり、実験や解析などによって予め定められた値を用いることができる。補正係数Kpは、図示するように、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときには値1が設定され、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには劣化程度値Dが大きいほど値1から小さくなる傾向に設定される。
When the deterioration degree value D is thus calculated, based on the calculated deterioration degree value D, the correction coefficient Kp used for the setting process of the charge / discharge required power Pb * of the
続いて、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて、充放電要求パワーPb*の仮の値としての仮充放電要求パワーPbtmpを設定する(ステップS430)。ここで、仮充放電要求パワーPbtmpは、実施例では、バッテリ50の蓄電割合SOCと仮充放電要求パワーPbtmpとの関係を予め定めて仮充放電要求パワー設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、蓄電割合SOCが与えられると記憶したマップから対応する仮充放電要求パワーPbtmpを導出して設定するものとした。仮充放電要求パワー設定用マップの一例を図9に示す。図示するように、蓄電割合SOCが目標割合SOC*(例えば、55%や60%,65%など)のときには値0が仮充放電要求パワーPbtmpに設定される。そして、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より大きいときには、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より大きな割合Shiに至るまで蓄電割合SOCが大きいほど正の所定電力Pdis(例えば、+2kWや+3kW,+5kWなど)に向けて大きくなる傾向の値が仮充放電要求パワーPbtmpに設定されると共に蓄電割合SOCが割合Shより大きいときには所定電力Pdisが仮充放電要求パワーPbtmpに設定される。一方、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より小さいときには、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より小さな割合Sloに至るまで蓄電割合SOCが小さいほど負の所定電力Pch(例えば、−2kWや−3kW,5kWなど)に向けて小さくなる傾向の値が仮充放電要求パワーPbtmpに設定されると共に蓄電割合SOCが割合Sloより小さいときには所定電力Pchが仮充放電要求パワーPbtmpに設定される。
Subsequently, based on the storage ratio SOC of the
こうして仮充放電要求パワーPbtmpを設定すると、設定した仮充放電要求パワーPbtmpに補正係数Kpを乗じて、バッテリ50の充放電要求パワーPb*を設定する(ステップS440)。エンジン運転モードで走行する際にこの充放電要求パワーPb*に応じた要求パワーPe*でエンジン22を運転することにより、バッテリ50の蓄電割合SOCを目標割合SOC*に近づけることができる。また、補正係数Kpを仮充放電要求パワーPbtmpに乗じて充放電要求パワーPb*を設定することにより、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比してバッテリ50の充放電電力の絶対値を小さくすることができ、バッテリ50の劣化が進行するのを抑制することができる。しかも、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に補正係数Kpを設定する即ち劣化程度値Dが大きいほど絶対値が小さくなる傾向に充放電要求パワーPb*を設定することにより、バッテリ50の劣化程度に応じてその進行をより適正に抑制することができる。
When the temporary charge / discharge required power Pbtmp is set in this way, the charge / discharge required power Pb * of the
次に、車速Vに基づいて、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopの仮の値としての仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを設定する(ステップS450)。ここで、仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpは、実施例では、車速Vと仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpとの関係を予め実験などによって定めて仮始動停止用閾値設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、車速Vが与えられると記憶したマップから対応する仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを導出して設定するものとした。仮始動停止用閾値設定用マップの一例を図10に示す。仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpは、図示するように、同一の車速Vに対して仮停止用閾値Pstoptmpが仮始動用閾値Pstarttmpに比して小さく、且つ、車速Vが高いほど小さくなる傾向に設定するものとした。前者は、エンジン22の始動と停止とが頻繁に行なわれるのを回避するためである。また、後者は、車速V(モータMG2の回転数Nm2)が大きいときには、モータMG2の出力(回転数Nm2×トルクTm2)が大きくなり、モータMG2からの出力だけでは要求トルクTr*(走行用パワーPr*)に対応できなくなる可能性があることを踏まえて、要求トルクTr*により対応できるようにするためである。
Next, based on the vehicle speed V, a temporary start threshold value Pstarttmp and a temporary stop threshold value Pstoptmp are set as temporary values of the start threshold value Pstart and the stop threshold value Pstop (step S450). Here, the temporary start threshold value Pstarttmp and the temporary stop threshold value Pstoptmp are set in the embodiment by setting the relationship between the vehicle speed V and the temporary start threshold value Pstarttmp and the temporary stop threshold value Pstoptmp in advance through experiments or the like. The map is stored in a ROM (not shown) as a work map, and when the vehicle speed V is given, the corresponding temporary start threshold value Pstarttmp and temporary stop threshold value Pstoptmp are derived and set from the stored map. An example of the temporary start / stop threshold setting map is shown in FIG. As shown in the figure, the temporary start threshold value Pstarttmp and the temporary stop threshold value Pstoptmp are smaller than the temporary start threshold value Pstarttmp with respect to the same vehicle speed V and smaller as the vehicle speed V is higher. It was supposed to be set to a trend. The former is for avoiding frequent starting and stopping of the
こうして仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを設定すると、次式(7)および式(8)に示すように、設定した仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpにそれぞれ補正係数Kpを乗じて始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。こうして設定される始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopは、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときに、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して小さな値となる。以下、このように始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定する理由について説明する。 When the temporary start threshold value Pstarttmp and the temporary stop threshold value Pstoptmp are thus set, the correction coefficient Kp is set to the set temporary start threshold value Pstarttmp and the temporary stop threshold value Pstoptmp as shown in the following equations (7) and (8). Multiplication is performed to set a start threshold value Pstart and a stop threshold value Pstop (step S460), and this routine is terminated. The starting threshold value Pstart and the stopping threshold value Pstop set in this way are smaller values when the deterioration degree value D is larger than the allowable upper limit value Dref, compared with when the deterioration degree value D is less than or equal to the allowable upper limit value Dref. Hereinafter, the reason why the start threshold value Pstart and the stop threshold value Pstop are set in this way will be described.
Pstart=Kp・Pstarttmp (7)
Pstop=Kp・Pstoptmp (8)
Pstart = Kp ・ Pstarttmp (7)
Pstop = Kp ・ Pstoptmp (8)
一般に、モータ運転モードで走行するときには、バッテリ50からの放電を伴うモータMG2の駆動によって要求トルクTr*を駆動軸36に出力することになり、エンジン運転モードで走行するときには、エンジン22の運転と必要に応じたバッテリ50の充放電を伴うモータMG1,MG2の駆動とによって要求トルクTr*を駆動軸36に出力することになる。このため、モータ運転モードで走行するときには、エンジン運転モードで走行するときに比してバッテリ50の充放電電力の絶対値が大きくなりやすい。実施例では、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とすることにより、エンジン22の運転停止中にはエンジン22が始動されやすくなり(モータ運転モードからエンジン運転モードに移行しやすくなり)、エンジン22の運転中にはエンジン22の運転が停止されにくくなる(エンジン運転モードからモータ運転モードに移行しにくくなる)。これにより、バッテリ50が大きな電力で充放電されるのを抑制することができ、バッテリ50の劣化が進行するのを抑制することができる。また、このように始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定することにより、バッテリ50の蓄電割合SOCの低下を抑制することができる。この結果、エンジン22の運転停止中に、要求パワーPe*が始動用閾値Pstart未満であるにも拘わらずバッテリ50の蓄電割合SOCが始動用閾値Sstart以下に至ることによってエンジン22を始動しなければならなくなるのを抑制することができる。さらに、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に補正係数Kpを設定する即ちこの傾向に始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定することにより、バッテリ50の劣化程度に応じてその進行をより適正に抑制することができる。加えて、運転者によっては、例えば、走行用パワーPdrv*が仮始動用閾値Pstartや仮停止用閾値Pstop近傍で変化するようアクセル操作を行なう運転者の場合には、エンジン22の始動と停止とが行なわれる頻度を低減することができる。この結果、エンジン22の始動に要するパワーを節約してエネルギ効率の向上を図ることができる。
In general, when traveling in the motor operation mode, the required torque Tr * is output to the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、バッテリ50の劣化程度を示す劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とするから、エンジン運転モードでの走行が行なわれやすくなり、バッテリ50が大きな電力で充放電されるのを抑制することができ、バッテリ50の劣化が更に進行するのを抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とするものとしたが、始動用閾値Pstartについては劣化程度値Dに拘わらず同一の値(仮始動用閾値Pstart)とし、停止用閾値Pstopについては劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときに劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して小さな値とするものとしてもよい。この場合でも、エンジン22の運転中にはエンジン22の運転が停止されにくくなる(エンジン運転モードからモータ運転モードに移行しにくくなる)から、バッテリ50が大きな電力で充放電されるのを抑制することができ、バッテリ50の劣化が更に進行するのを抑制することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に補正係数Kpを設定するものとしたが、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して小さな値を補正係数Kpに設定するものであればよく、例えば、値0.5や値0.6,値0.7などの固定値を補正係数Kpに設定するものとしてもよい。即ち、実施例のハイブリッド自動車20では、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に始動用閾値Pstartや停止用閾値Pstopを設定するものとしたが、仮始動用閾値Pstarttmpや仮停止用閾値Pstoptmpの0.5倍や0.6倍,0.7倍などの値を始動用閾値Pstartや停止用閾値Pstopに設定するものとしてもよいのである。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、車速Vが高いほど小さくなる傾向に仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを設定するものとしたが、車速Vに拘わらず、仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpにそれぞれ固定値を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、劣化程度値Dに応じた補正係数Kpを仮充放電要求パワーPbtmpに乗じて充放電要求パワーPb*を設定するものとしたが、劣化程度Dに拘わらず、補正係数Kpを用いずに仮充放電要求パワーPbtmpをそのまま充放電要求パワーPb*に設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、所定時間蓄電割合変化量ΔSOCを所定時間電池仕事量Wbで除して劣化程度値Dを計算するものとしたが、例えば、バッテリ50の充放電電流Ibを時間積算した電池容量Cbをx軸とすると共にバッテリ50の端子間電圧Vbをy軸として、電池容量Cbと端子間電圧Vbとの複数の組み合わせをそれぞれプロットすると共にそのデータを用いて最小二乗法などによって傾き(放電特性)を求めてこの放電特性の変化量を劣化程度値Dとするものなどとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2からの動力を駆動軸36が接続された車軸(駆動輪38a,38bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11における車輪39a,39bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と駆動輪38a,38bに動力を出力する駆動軸36に接続されたアウターロータ234とを有しエンジン22からの動力の一部を駆動軸36に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図13の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に変速機330を介してモータMGを取り付けると共にモータMGの回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機330とを介して駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を変速機330を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。あるいは、図14の変形例のハイブリッド自動車420に例示するように、エンジン22からの動力を変速機430を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪38a,38bが接続された車軸とは異なる車軸(図14における車輪39a,39bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、図2の駆動制御ルーチンや図7の制御用値設定ルーチンを実行するHVECU70と、HVECU70からエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*を受信してエンジン22を制御するエンジンECU24と、HVECU70からモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を制御するモータECU40と、を組み合わせたものが「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など、モータと電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制御手段」としては、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、バッテリ50の劣化程度を示す劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とするものに限定されるものではなく、エンジンの運転停止中に走行に要求される要求トルクに基づく車両に要求される要求パワーが始動用閾値以上に至ったときには要求パワーが始動用閾値より小さな停止用閾値以下に至るまでエンジンから要求パワーが出力されながら要求トルクによって走行するようエンジンとモータとを制御し、エンジンの運転中に要求パワーが停止用閾値以下に至ったときには要求パワーが始動用閾値以上に至るまでエンジンが運転停止された状態で要求トルクによって走行するようエンジンとモータとを制御し、停止用閾値は、バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、バッテリの劣化程度が閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、ものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “engine” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120,220,320,420 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、39a,39b 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 高電圧バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54a 高電圧系電力ライン、54b 低電圧系電力ライン、56 システムメインリレー、57 DC/DCコンバータ、58 低電圧バッテリ、59 補機、60 充電器、62 リレー、64 DC/DCコンバータ、66 AC/DCコンバータ、68 電源プラグ、69 接続検出センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、329 クラッチ、330,430 変速機、MG,MG1,MG2 モータ。 20, 120, 220, 320, 420 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit for engine (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 39a, 39b Wheel, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 High voltage battery, 51a Voltage sensor, 51b Current sensor, 51c Temperature sensor, 52 Electronic control unit for battery ( Battery ECU), 54a High voltage system power line, 54b Low voltage system power line, 56 System main relay, 57 DC / DC converter, 58 Low voltage battery, 59 Auxiliary equipment, 60 Charger, 62 Relay, 64 DC / DC converter, 66 AC / DC converter, 68 power plug, 69 connection detection sensor, 70 hybrid electronic control unit (HVECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor , 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 230 Counter rotor motor, 232 Inner rotor, 234 Outer rotor, 329 Clutch, 330, 430 Transmission, MG, MG1, MG2 motor.
Claims (6)
前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなり、
前記制御手段は、前記要求トルクと前記バッテリの充放電要求パワーとに基づいて前記要求パワーを設定する手段であり、
前記充放電要求パワーは、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して絶対値として小さくなるよう設定されてなる、
ハイブリッド自動車。 Based on an engine capable of outputting power for traveling, a motor capable of inputting / outputting power for traveling, a battery capable of exchanging electric power with the motor, and a required torque required for traveling while the engine is stopped When the required power required for the vehicle reaches or exceeds the starting threshold value, the engine is driven with the required torque while the required power is output from the engine until the required power reaches a stop threshold value that is smaller than the starting threshold value. The engine and the motor are controlled, and when the required power reaches the stop threshold or less during operation of the engine, the engine is stopped until the required power reaches the start threshold or more. A hybrid vehicle comprising control means for controlling the engine and the motor so as to travel with the required torque Oite,
The stop threshold, when the degree of degradation of said battery exceeds a threshold, Ri degree of degradation of said battery is Na is set to be smaller than when: the threshold value
The control means is means for setting the required power based on the required torque and the charge / discharge required power of the battery,
The charge / discharge required power is set to be smaller as an absolute value when the degree of deterioration of the battery exceeds the threshold, compared to when the degree of deterioration of the battery is equal to or less than the threshold.
Hybrid car.
前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、
ハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The stop threshold is set to be smaller as the degree of deterioration of the battery is larger than the threshold.
Hybrid car.
前記始動用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The starting threshold is set to be smaller when the degree of deterioration of the battery exceeds the threshold than when the degree of deterioration of the battery is equal to or less than the threshold.
Hybrid car.
前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 3,
The stop threshold is set to be smaller as the degree of deterioration of the battery is larger than the threshold.
Hybrid car.
前記バッテリの劣化程度は、前記バッテリの蓄電割合の所定時間の変化量を該バッテリの充放電電力の所定時間の積算値で除して演算される程度である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4 ,
The degree of deterioration of the battery is a degree calculated by dividing the amount of change in the storage ratio of the battery over a predetermined time by the integrated value of the charge / discharge power of the battery over a predetermined time.
Hybrid car.
前記バッテリと電力のやりとりが可能な発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
を備え、
前記モータは、前記駆動軸に回転軸が接続されてなる、
ハイブリッド自動車。
A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5 ,
A generator capable of exchanging power with the battery;
A planetary gear having three rotating elements connected to a driving shaft coupled to an axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the generator;
With
The motor has a rotation shaft connected to the drive shaft.
Hybrid car.
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